Tobias Hertel erforscht Nanoröhren
Nanoröhren: Diese winzigen Gebilde aus reinem Kohlenstoff sind tausendmal dünner als menschliche Haare. Ihre elektrische Leitfähigkeit ist hervorragend, manche sind extrem reißfest und stärker als Stahl. Sie kommen für viele Anwendungen in Frage. Für die Computertechnik, für stoßdämpfende Materialien, für flexible und selbstleuchtende Displays, für Rastertunnel-Elektronenmikroskope und mehr.
Produziert werden Nanoröhren mit verschiedenen Methoden. Dabei lässt sich bislang aber nur sehr schwer steuern, wie dick und wie lang die Röhrchen ausfallen oder wie ihr Kohlenstoffgerüst aussieht. Das Ergebnis der Herstellung ist ein flockiger Ruß, der zwischen zehn und fünfzig Röhrentypen enthalten kann.
"Wir kaufen den Ruß und bereiten ihn so auf, dass wir am Ende eine Suspension haben, in der nur noch ein einziger Röhrentyp drin ist", sagt Hertel. Dieses Verfahren ist aufwändig. Unter anderem muss der Ruß mit geeigneten Flüssigkeiten emulgiert und auf spezielle Weise zentrifugiert werden, damit sich die Röhrentypen trennen lassen. In Deutschland gebe es zum Beispiel am Forschungszentrum Karlsruhe eine weitere Gruppe, die über das Knowhow verfügt.
Wenn die Nanoröhren voneinander getrennt sind, fängt die eigentliche Forschungsarbeit an. Tobias Hertels Team interessiert sich vor allem für die optischen Eigenschaften der Nanoröhren. Für die Art, wie sie Lichtenergie aufnehmen, weiterleiten und wieder abgeben. "Das Wissen über diese Vorgänge ist grundlegend für spätere Anwendungen, etwa in der Photovoltaik", sagt der neue Lehrstuhlinhaber. "Eines unserer Ziele ist es auch, aus Nanoröhren fluoreszierende Farbstoffe für die biomedizinische Forschung zu entwickeln."
Tobias Hertel befasst sich vor allem mit so genannten (6,5)-Nanoröhren: "Die können wir am reinsten herstellen." Suspensionen mit diesem Röhrentyp sehen blau bis violett aus. Mit ihnen ist dem Würzburger Professor erst im November ein Forschungserfolg gelungen. Gemeinsam mit Kollegen aus Mailand konnte er weltweit erstmals die Größe von Exzitonen in Nanoröhren messen. Publiziert wurde das Ergebnis in Nature Physics.
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